生态理念下水利工程设计探究

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1、生态理念下水利工程设计探究　　摘要：本文基于笔者多年从事水利工程设计的相关工作经验，以生态理念下的水利工程设计为研究对象，分析了当前生态水利工程设计面临的主要问题，探讨了生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线。全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。关键词：水利工程工程设计生态理念中图分类号：TV85文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0058-028人类强烈干扰下垫面环境，使得全球水循环受人工侧支的影响越来越明显，导致水资源量分配不均。人类干扰下垫面环境中有一项重要内容是水利工程。当

2、水利工程加剧了区域或流域水资源自然分配的不均一性时，容易导致一系列生态环境问题的出现，如修建水库或过量引提河流水资源导致河道下游缺水或断流、水生生物减少或水体自净能力下降、水体功能发生变化；湿地因生态流量减少而退化；大量引水导致水源水量减少，水质下降，维持原来水域食物网稳定的能力下降等。在种种水利工程所引发的生态环境问题不断出现、并严重危及区域经济社会的可持续发展时，人们开始全面、深入地审视水利工程给人类及生态所带来的效应。正是在这种背景下，生态水利工程被人们提上了议程。如何基于生态目标进行水利工程的设计，当前还有许多问题需要探讨。笔者结合工作实践，

3、就有关生态水利工程设计方面的相关问题进行阐述。1水利工程与生态水利工程的区别8水利工程可以理解为人类通过工程措施或行为实现水资源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪（如：修建防洪堤、水库）、提供稳定的水源（如：修建水库、打井）、缓解或防止农作物旱涝渍灾害（如：修建提水泵站、排水沟、灌溉渠道等）、提供清洁能源（修建水电站）和水利旅游景点（如：修建水库、人工湖泊等）等，这主要体现了水利工程的资源性、经济性与社会性。而生态水利工程则更强调水利工程的主要服务目标是生态。有学者认为生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如：治河、防

4、洪工程），兼顾河流生态修复的目标；对于已建工程，则是对被严重干扰的河流进行生态修复。笔者认为生态水利工程是现代水利的标志，至少应包括以下两个方面的科学内涵：生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能。在设计阶段，应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置，并作为设计的制约因子，使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求。生态水利工程应强调工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。防止在工程实施过程中产生巨大的环境成本和经济成本，实现社会经济与生态保护的双赢。这是生态水利工程最难以操作的一个内容，同时又是最为关键的一个方面，需要基于系统的多目标决策方

5、法与技术进行科学比选。2生态水利工程设计面临的主要问题（如图1）水利工程必然会干扰水量与水质的时空变化过程，而生态水利工程防止了工程作用下的生态过程发生根本性变化。严格来讲，基于一个流域，天然的水文过程对维持其流域的生态过程是最好的。流域内由于人类的存在，使资源按最有利于人类发展的方向配置，这正是最初水利工程设计的出发点。生态水利工程充分考虑了生态的自组织规律，试图在开发、设计、施工和运行管理过程中充分降低或规避对生态的负面影响，但事实上，生态水利工程从开发到工程实体付诸使用还面临着诸多的问题。2.1缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准8

6、生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性。由于生态系统存在地理区域的差异，因此决定了具体的生态水利工程也具有因地制宜的特征。当前，对生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法。但对于一个具体的生态水利工程实践缺少可操作性的评价方法与标准。这与当前水利工程对生态影响的科学研究工作开展得较少和相应科研成果积累较少有关。水利工程由于涉及工程力学的稳定性与安全性，因此国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准，但缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标。2.2水利工程设计人员与生态科技工作者缺少合作的机会与机制水利工程设计人员基于流域生态需水规律

7、来进行设计的意识不强，将生态服务目标作为常规设计要素考虑的意识还不普及。在水利工程可行性研究阶段，环境影响评价工作往往介入较晚，大部分是在水利工程可行性研究方案确认后才进行环境影响评价，加上当前我国环境评价管理制度与环境影响评价咨询市场还不完善、不规范，环境评价单位替业主考虑得较多，对生态目标考虑得相对较少，有的甚至隐瞒工程真正的生态影响后果，导致许多水利工程的生态效益不明显，负面影响相当突出。水利工程设计人员与生态环境科技工作者缺少合作的机会与机制，生态水利工程的开发与设计相对滞后。2.3生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行8在一个流域内，新

8、的生态水利工程可能要在原有水利工程设施的基础上进行改造和优化设计。如白洋淀湿地供水工程、扎龙湿地补水工程、洪